Áldott, szép húsvéti ünnepet kívánok! Név: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Helység / iskola: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beküldési határidő: Kémia tanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.máj.5.
TAKÁCS CSABA KÉMIA EMLÉKVERSENY, IX. osztály, IV. forduló, 2013 / 2014 –es tanév, XIX. évfolyam 1. Adottak az alábbi ionok: (1) Na+1; (2) K+1; (3) Rb+1; (4) Ag+1; (5) Mg+2; (6) Ca+2; (7) Zn+2; (8) Ba+2; (9) Al+3; (10) Fe+3; (11) Sn+4; (12) Cl−1; (13) Br−1; (14) I−1; (15) S−2. a) Melyek azok az ionok, amelyeknek az elektronkonfigurációja nem nemesgáz szerkezetű? Írd fel ezeknek és az eredeti atomnak az elektronkonfigurációját! (3,0 p)
b) Az a)-pont ionjai közül melyek izoelektronosak? Magyarázat!
(0,5 p)
c) Melyek az izoelektronos anionok? Magyarázat!
(0,5 p)
d) Melyek azok az ionok, amelyeknek csak két teljesen feltöltött elektronhéja van? Magyarázat! (1,0 p)
e)
Melyek azok a kationok, amelyeknek atomjai 4 elektronhéjat tartalmaznak?
Magyarázat! f)
Melyek a kriptonnal izoelektronos ionok? Magyarázat!
(0,5 p) (0,75 p)
g) Melyek azok az ionok, amelyeknek elektronburok szerkezetében összesen 24 p-alhéjon (1,0 p) levő elektron található? Magyarázat!
2. Az alábbiakban felsorolt részecskék közül melyekre igazak a kijelentések? Válaszodat minden esetben magyarázd meg! HF; Cl2; NH3; CO2; HCN; H2O; (H3O)+; (NH4)+. a) A molekulában 1 vagy 2 kötésben részt nem vevő elektronpár van. (1,5 p)
b) Poláris molekula.
(2,0 p)
c) Térbeli alakja szabályos tetraéder.
(1,0 p)
d) Apoláris molekula, amelyben poláris kovalens kötések vannak.
(0,75 p)
e) Azonos atomsugarú atomokból álló molekula.
(0,25 p)
f)
Donor-akceptor (koordinatív) kötést tartalmazó atomcsoport.
(0,75 p)
g) Kettőnél több atomot tartalmazó lineáris szerkezetű molekula.
(0,75 p)
3. Egészítsd ki az alábbi táblázat hiányzó adatait! (Avogadro-szám kerekített érték) S. sz.
Eleme/ vegyület neve
1 2 3 4 5 6 7 8
? Foszfor Kénhidrogén ? Metán Széndioxid ? Kalcium
Anyagmennyiség jelölése (mol) 5C ? ? 0,25 He ? ? ? ?
Tömeg (g)
Térfogat n.k. (dm3)
? ?
----------102
? ? ? ?
? ? ? 44,8 ?
100
------
Atomok száma (db.) ? 4,8x1024 ? ? 7,5x1023 ? 1,2x1024 ?
Sűrűség (g/dm3)
Levegőhöz viszonyított sűrűség
-----------
-----------
? ? ? ? ?
? ? ? ? ------
0,968 -----(4,5 p)
4. I / H kijelentések (I = igaz; H = hamis) (Avogadro-szám kerekített érték) Jelöld „I”-vel / „H”-val az alábbi kijelentéseket és magyarázd meg, illetve számítással igazold a válaszodat! a) A 15-ös rendszámú és 31-es tömegszámú atom 0,5 móljában 4,5x1023 db. proton található. (1,0 p) b) 9,0 g Al+3-ion semlegesítéséhez 1 mol elektron szükséges.
(1,0 p)
c) A 21-es rendszámú és 45-ös tömegszámú elem 225 g-ja 5 mól anyagmennyiségnek felel meg. (0,75 p) d) 10 g hidrogénben ugyanannyi atom van, mint 224 dm3 (n.k.) oxigén gázban.
(0,75 p)
e) 1 g szénmonoxidban több atom található, mint 1 g kénhidrogénben.
(1,25 p)
f)
200 mg kalciumban ugyanannyi atom van, mint 2,3 g nátriumban.
(1,0 p)
g) 156,8 dm3 n.k. CO2 gáz anyagmennyisége megegyezik 171,15 dm3 standard állapotú ammónia gáz anyagmennyiségével. (1,25 p)
h) A vízben oldódó anyagok oldhatósága nő a hőmérséklet növekedésével.
(0,75 p)
i)
Ha egy NaCl-oldat 100 g-jában 1 g só van, akkor 198 g vízben 2 g só található.
(1,0 p)
j)
Az 1 mol/dm3 koncentrációjú magnézium-klorid oldatban ugyanannyi ion található, mint az 1,5 mol/dm3 koncentrációjú kálium-nitrát oldatban. (1,25 p)
k) Ha egy 30 m/m%-os oldathoz ugyanannyi oldószert öntünk, mint amennyi benne található, akkor a keletkezett oldat 15 m/m%-os lesz. (1,25 p)
l)
1,2x1023 db. iont tartalmazó 2 dm3 NaCl oldat koncentrációja 0,1 mol/dm3.
(1,25 p)
m) Ha 500 cm3 0,1 mol/dm3 koncentrációjú HCl-oldat felét kiöntjük, a megmaradt oldat 0,05 mol/dm3 koncentrációjú lesz. (1,0 p)
5. Feladatok a) 3,8 g kristályvizes magnézium-szulfátot a teljes vízveszteségig hevítve 2,0 g anyag marad vissza. Állapítsd meg a kristályvizes só képletét! Válaszodat a számítások feltüntetésével igazold! (Atomtömegek: H=1, O=16, Mg=24, S=32). (1,5 p)
b) Határozd meg, hogy milyen térfogatarányban kell elegyíteni a metánt és a hidrogént ahhoz, hogy bármilyen fenti gázelegy tökéletes elégetéséhez, ennek 25 %-a legyen a 20 tf.% O2-t tartalmazó, azonos állapotú levegő felhasználása. Válaszodat a megfelelő reakcióegyenletekkel és a számítások feltüntetésével igazold! (Megj. jelöld „a”-val a metán, és „b”-vel a H2 térfogatát az elegyben.) (2,5 p)
6. Kísérletelemzés: A III. feladatlap 5. a) – c) pontjait az alábbi kísérletleírással egészítjük ki.: a) Egy 3-as számú kémcsőbe diklórmetánt töltünk ugyanúgy kb. 3 cm magasságban, mint a benzines kísérletnél (2-es kémcső), 1-2 jódkristályt szórunk bele majd összerázzuk. Ugyanolyan lila színű oldat keletkezik, mint a 2-es kémcsőben. Magyarázat! (1,0 p)
b) A 3-as kémcső tartalmát a III. feladatlap 5.c)-pontjában megadott 2-es kémcsőbe öntve (óvatosan, a kémcső fala mentén) három fázis keletkezik. Lentről felfele haladva: lila – színtelen – lila különülnek el. Magyarázat és következtetés! (1,0 p)
c) A fenti kémcsőben, összerázás után már csak két fázis alakul ki: egy lila és egy színtelen. Miért? (1,0 p)
d) Hogyan helyezkedhet el a c)-pontban megadott két fázis egymáshoz viszonyítva a kémcsőben? Magyarázat!
(1,0 p)
e) Milyen körülmények között „liftezhet” a d)-pontban megadott két fázis, vagyis milyen feltételek szükségesek, hogy a két fázis helyet cseréljen) ? (1,5 p)
7. Rejtvény: Sudoku „páratlan” területekkel Helyezd el az 1 -9 számokat úgy, hogy azok csak egyszer forduljanak elő minden sorban, minden oszlopban, valamint minden 3x3-as területen. A jelzett négyzetekben csak páratlan számok találhatók, amelyeknek közvetlen alsó szomszédja eggyel nagyobb, vagy eggyel kisebb szám. Megfejtés után olvasd össze a négyzetekben található betűket az alábbi szabályok alapján: - először minden négyzet első betűjét az első sorban, a számok növekvő sorrendjében, - folytasd a következő sorok első betűivel a fenti sorrendben; - az utolsó sor után folytasd a négyzetek második betűjével a függőleges oszlopok mentén: először a baloldali oszlopban a számok növekvő sorrendjében; - folytasd a balról számított második oszlop számainak növekvő sorrendjében a második betűvel; - utoljára a jobb oldali oszlop számainak növekvő sorrendjében a második betűvel. Helyes megfejtés esetén 5 halogén elemre vonatkozó 1-1 kijelentés olvasható szóközök és írásjelek nélkül.
Megoldásként add meg: a) A számokkal kitöltött rejtvényábrát; (4,0 p) b) A szabályoknak megfelelő sorrendben kiolvasott 5 kijelentést (szóközökkel, írásjelekkel). (1,0 p) c) Add meg az 5 halogén elem nevét és vegyjelét, amelyekre a kijelentések vonatkoznak, a b)válasz sorrendjében. (1,0 p) d) (1) Írd fel az 5 halogénelem vegyértékhéjának általános konfigurációját! ………………………….. (2) Milyen oxidációs állapotai lehetnek a 2 – 5 halogénelemeknek? …………………………………. (3) A fenti oxidációs állapotok közül csak melyik fordulhat elő az első halogén elem esetében? Magyarázat! (2,25 p)
OÉ
AL
AC
NL
LN
GA
CÖ
GT 1 BE
ED
ET 6 KA
ID
AB
RÓ
ÓZ
ÉA
EU
ÉI
GS
SZ
IY VŐ
LM 1 MK
EÁ 4 ZJ
KN
AF
TI
LZ
YE BS
PE
KK
SL
ŰM
ÉL 9 DE
AI
IU
EL
OA
MŰ 5 EŐ
IA
LD
SE
EA
RY
FG
TR
TO
AN
AR
ÍO
TK
ŐÓ
HJ
NÁ
VO
ES 3 ÚZ
ŐN 5 TK
RS
SI
ÖZ
BT
ÁÍ
ÖÚ
ML
EÁ
RO
NB
SK 1 AÍ
ÉE
GK
RV
AG
Tudod – e? A wolfram (W) elektromos vezetőképessége jó és az összes fémek közül a legnagyobb az olvadás pontja, ezért elektromos izzólámpákban izzószálként alkalmazzák. A W izzása adja az égők fényét: izzítás közben a fém szublimál. Ez a folyamat lassítható, ha a villanykörtébe védőgázt tesznek. A magyar Bródy Imre vezette be az izzólámpák kriptonnal való töltését. Így az izzószál magasabb hőmérsékletre hevíthető, ezáltal fehérebb fényt ad. A halogén-izzóban jódgőz is van. A jód az elszublimáló wolframatomokkal wolfram-jodiddá alakul. Ez a vegyület ütközve az izzószállal felbomlik és újra kiválik a W. A kiválás elsősorban ott következik be, ahol a legmagasabb a hőmérséklet, vagyis ahol a legvékonyabb az izzószál. A burába töltött halogén elem így növeli az izzó élettartamát és a szál is magasabb hőmérsékletre hevíthető.
FONTOS! Ez a verseny az idén tölti a 19. születésnapját. A Te és társaid véleménye dönti el, hogy tovább folytatódjon, érje-e meg a 20. évét is Veletek ? Tehát: a kérésem az, hogy írd meg őszintén a véleményedet a versennyel, illetve a feladatlapok tartalmával kapcsolatosan. Mit jelentett számodra ez a verseny? Köszönöm, Horváth Gabriella, a verseny szervezője.
Megjegyzés: azok a versenyzők, akik postai úton küldik a választ kérem, hogy a véleményüket külön lapra írják.
